TDI-CMOS成像系統(tǒng)研究及MTF模型分析.pdf

1、傳統(tǒng)線陣圖像傳感器以一維線陣像素,采用掃描成像獲取二維圖像,但由于像素和拍攝物體間存在相對運動,成像性能受限于光照強度、像素曝光時間和運動速度。時間延遲積分技術,采用面陣像素結合掃描成像方式,對成像物體多次曝光累加等效延長曝光時間,提高了成像信噪比,更適用于低光照高速成像領域TDI-CMOS圖像傳感器具有與CMOS工藝兼容、高集成度、低功耗、抗輻照等特點,正成為研究和應用的熱點,基于TDI-CMOS圖像傳感器成像系統(tǒng)及其成像質(zhì)量的研究也

2、具有重要的意義。本文研究了TDI-CMOS成像系統(tǒng)質(zhì)量評價調(diào)制傳輸函數(shù)模型,并設計了一種TDI-CMOS成像系統(tǒng)。
　　本文首先在對TDI-CMOS圖像傳感器成像系統(tǒng)研究的基礎上,建立了成像系統(tǒng)仿真模型,然后對TDI-CMOS成像系統(tǒng)調(diào)制傳輸函數(shù)進行了建模分析,探討了像素有效感光比、掃描效率、讀出效率、速度失配比和累加級數(shù)對成像系統(tǒng)調(diào)制傳輸函數(shù)的影響,其次,分析了多次采樣疊加下成像系統(tǒng)的調(diào)制傳輸函數(shù)模型,探討了采樣次數(shù)和疊加次數(shù)對

3、成像質(zhì)量的影響。本文還基于TDI-CMOS圖像傳感器設計了TDI-CMOS成像系統(tǒng),研究了成像系統(tǒng)設計中的關鍵技術,具體完成了成像系統(tǒng)硬件電路設計、主控SOPC設計和機械運動裝置設計實現(xiàn)。本文中TDI-CMOS成像系統(tǒng)調(diào)制傳輸函數(shù)的建模分析對TDI-CMOS圖像傳感器及成像系統(tǒng)設計優(yōu)化具有一定的參考意義。本文實現(xiàn)的TDI-CMOS成像系統(tǒng)提供了圖像傳感器和拍攝物體間最大3m/s的相對運動條件,在多種累加級數(shù)下可正常成像,最大可實現(xiàn)128